電気抵抗が11Ωのニクロム線に3Aの電流を80秒間流したとき、発生するジュール熱に最も近いものは、次のうちどれか。…
溶接機器の取扱方法に関する知識 第31問
電気抵抗が11Ωのニクロム線に3Aの電流を80秒間流したとき、発生するジュール熱に最も近いものは、次のうちどれか。
- (1)2.6×10²J
- (2)2.6×10³J
- (3)2.6×10⁴J
- (4)7.9×10²J
- (5)7.9×10³J
正答 (5)
正答は (5)。7.9×10³J です。
ジュール熱は、次の式で求めます。
熱量 = 電流 × 電流 × 抵抗 × 時間
【あてはめる】
電流 3A
抵抗 11Ω
時間 80秒
熱量 = 3 × 3 × 11 × 80
= 9 × 11 × 80
= 99 × 80
= 7920J ≒ 7.9×10³J
【電流を2乗するのを忘れない】
3×11×80 = 2640 としてしまうと、2.6×10³J となる
これがそのまま選択肢(2)に用意されています。式の中で電流だけが2乗されるので、ここを落とすと用意された誤答に入ります。
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【別の道すじ】
電圧 = 抵抗 × 電流 = 11 × 3 = 33V
電力 = 電圧 × 電流 = 33 × 3 = 99W
熱量 = 電力 × 時間 = 99 × 80 = 7920J
先に電圧と電力を出してもかまいません。
【ジュールの法則】
抵抗に電流を流すと、熱が発生する
熱量(J) = 電流の2乗 × 抵抗 × 時間
【電流の2乗で効くということ】
電流が2倍になれば、熱は4倍になる
溶接のように大電流を扱うところでは、少し電流が増えただけで発熱が大きく増えます。ケーブルやホルダが熱くなるのはこのためです。
【けたを合わせる】
7920J ≒ 7.9×10³J
出典:普通ボイラー溶接士 2024年上半期実施分(2024年10月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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